[發明專利]一種使用帶芯線材的熔融沉積成型方法

有效

• 申請號: 201911332345.6
• 申請日: 2019-12-22
• 公開（公告）號: CN111113889B
• 公開（公告）日: 2021-06-04
• 發明（設計）人: 嚴鵬飛;許元初;陳卓;孫瀟;嚴彪
• 申請（專利權）人: 同濟大學
• 主分類號: B29C64/118
• 分類號: B29C64/118;B33Y10/00;B33Y70/10;B29L31/60
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司 31225
• 代理人: 劉燕武

本發明涉及一種使用帶芯線材的熔融沉積成型方法，包括以下步驟：(1)設計使用帶芯線材的實體構件，將其分割為采用帶芯線材的由若干并排的六邊形單體組成的蜂窩狀網格骨架，以及圍在蜂窩狀網格骨架外側的外殼；(2)骨架制備：以功能線材與普通線材兩種線材為原料，采用熔融沉積成型機逐層打印，每個單層的打印過程中，先使用功能線材以連續走線方式打印出由若干六邊形單體組成的蜂窩狀網格骨架，接著，采用普通線材填補六邊形單體；(3)實體構件制備：以步驟(2)制備的蜂窩狀網格骨架為基礎，繼續采用普通線材在蜂窩狀網格骨架外側打印出所述外殼，即完成。與現有技術相比，本發明實現采用特殊的功能線材對特殊性能實體構件的打印。

技術領域

本發明屬于3D打印技術領域，涉及一種使用帶芯線材的熔融沉積成型方法。

背景技術

現有的3D打印熔融沉積成型實體構件一般都是采用普通的熱塑性線材打印而成，此種構件與傳統的注塑成型構件相比除了能實現更多樣的形狀外，在機械性能和智能化上并無更多的進展，因此，這無疑限制了其應用的可能性。

發明內容

本發明的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種使用帶芯線材的熔融沉積成型方法。著眼于通過在熔融沉積成型使用的線材中添加芯體的方式為熔融沉積成型構件帶來更多的可能性。

本發明的目的可以通過以下技術方案來實現：

一種使用帶芯線材的熔融沉積成型方法，包括以下步驟：

(1)設計使用帶芯線材的實體構件，將其分割為采用帶芯線材的由若干并排的六邊形單體組成的蜂窩狀網格骨架，以及圍在蜂窩狀網格骨架外側的外殼；

(2)骨架制備：

以功能線材與普通線材兩種線材為原料，采用熔融沉積成型機逐層打印，每個單層的打印過程中，先使用功能線材以連續走線方式打印出由若干六邊形單體組成的蜂窩狀網格骨架，接著，采用普通線材填補六邊形單體，使得六邊形單體的每條邊均由兩根線材組成；

(3)實體構件制備：

以步驟(2)制備的蜂窩狀網格骨架為基礎，繼續采用普通線材在蜂窩狀網格骨架外側打印出所述外殼，即完成。

進一步的，所述功能線材為智能線材、增強線材和/或智能增強線材，其中，

智能線材包括智能芯材和包裹在芯材外的熱塑性樹脂，所述智能芯材包括HGCCST線芯，以及包裹在HGCCST線芯外的光固化樹脂；

增強線材包括增強芯材，以及包裹在芯材外的熱塑性樹脂，所述增強芯材包括位于中心的碳纖維和包覆在碳纖維外的光固化樹脂；

智能增強線材包括智能增強芯材和包裹在智能增強芯材外的熱塑性樹脂，其中，所述智能增強芯材包括由外表面涂覆有絕緣層的碳纖維和HGCCST線材交纏而成復合內芯，以及包裹復合內芯的光固化樹脂。

更進一步的，所述光固化樹脂為PBU樹脂。

更進一步的，所述熱塑性樹脂為PLA、PVC或ABS。

更進一步的，智能芯材、增強芯材和智能增強線材的總直徑控制在380-420微米。

更進一步的，當采用的功能線材為智能線材或者智能增強線材時，外殼上留出骨架引出線的空位。

進一步的，熔融沉積成型機逐層打印蜂窩狀網格骨架的過程中，層與層之間的打印功能線材的行走方向滿足：每打印完一層，其方向變化120°。

更進一步的，功能線材打印過程中產生的六邊形單元體的空位均采用普通線材補齊。

進一步的，打印的外殼的形狀尺寸滿足其可貼附在蜂窩狀網格骨架上。